مقایسه کننده حوزه زمان بالک-درایو با بهره ولتاژ به زمان بالا و توان مصرفی پایین

در این مقاله یک مقایسه کننده حوزه زمان برای کار در ولتاژهای تغذیه بسیار کم، برای کاربرد در مدارهایی که حداکثر تغییرات ولتاژ مشترک ورودی مقایسه­کننده، نصف ولتاژ تغذیه است، ارائه شده است. در مقایسه­کننده پیشنهادی، یک المان تاخیر جدید با بهره تاخیر-ولتاژ بسیار بالا پیشنهاد شده است. هدف از طراحی این مقایسه­کننده دستیابی به بهره تاخیر-ولتاژ بالا در المان تاخیر است که منجر به افزایش دقت مقایسه­کننده و همچنین کاهش چشمگیر توان مصرفی و مساحت اشغالی نسبت به مقایسه­کننده­های حوزه زمان رایج می­شود. ایده اصلی این کار، به کارگیری مفهوم ناحیه زیر آستانه ترانزیستور و همچنین استفاده از ولتاژ بالک ترانزیستور به عنوان ورودی مقایسه­کننده، می­باشد. مقایسه­کننده پیشنهادی در تکنولوژی ۰.۱۸µm TSMC و در ولتاژ تغذیه ۱V شبیه سازی شده است که با توجه به کاربرد مورد نظر، ولتاژ تغذیه را می­توان تا حدود ۰.۴V نیز کاهش داد. نتایج شبیه سازی­ها نشان می­دهد که مقایسه­کننده پیشنهادی در ولتاژ ۱V و با فرکانس ۲.۵MHz توان مصرفی حدود ۲۵۰nW دارد. ضریب شایستگی ۰.۱µW/MHz نشان دهنده عملکرد مناسب مقایسه­کننده پیشنهادی می­باشد. همچنین مقایسه گر پیشنهادی مقاومت خوبی نسبت به تغییرات تکنولوژی دارد و بر اساس شبیه سازی مونت کارلو انجام شده، میزان آفست این مقایسه­کننده ۲.۸mV محاسبه شده است.

کلیدواژه ها:

المان تاخیر ، مقایسه کننده حوزه زمان ، زیر آستانه ، بالک-درایو